Teilprojekt :brs - Recyclingruß

Wie kann recycelter Ruß fossilen Ruß in Elastomerprodukten ersetzen? Mit dieser Fragestellung beschäftigt sich Philippe Rotgänger aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Danka Katrakova-Krüger im Teilprojekt Recyclingruß, welches Bestandteil der :bergischen rohstoffschmiede ist.

Ruß (Carbon Black → CB) ist einer der wichtigsten Füllstoffe für Elastomerprodukte und wird heute überwiegend aus fossilen Rohstoffen hergestellt. Gleichzeitig entsteht bei der Pyrolyse von Altreifen und weiteren kohlenstoffhaltigen Materialien Recyclingruß (recovered Carbon Black → rCB). Sein Einsatz ist bislang jedoch begrenzt, da Rückstände auf der Oberfläche die Materialeigenschaften beeinträchtigen können.

Im Projekt untersuchen wir, wie sich veredelter rCB als Alternative zu Industrieruß einsetzen lässt. Durch eine Funktionalisierung oder Entmineralisierung sollen diese Rückstände reduziert beziehungsweise eine bessere Anbindung ans Polymer und somit Verstärkungswirkung ermöglicht werden, wodurch sich die Eigenschaften des Elastomerproduktes verbessern.

Dazu vergleichen wir veredelte und unveredelte rCBs aus unterschiedlichen Ausgangsmaterialien mit konventionellen Industrierußen. Anschließend werden die Materialien in Elastomerprodukte eingearbeitet und hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften untersucht. Ergänzend kommen u.a. TD-NMR-Spektroskopie und Gefrierpunktdepression zum Einsatz, um Veränderungen der Vernetzungsstruktur zu analysieren.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Langzeitperformance der Ruße. Mithilfe beschleunigter Alterungsversuche untersuchen wir, wie sich die Eigenschaften der Elastomere über die Lebensdauer verändern.

Das Ziel ist es, die Einsatzmöglichkeiten recycelter Ruße besser zu verstehen und ihre Verarbeitung in unterschiedlichen Elastomeranwendungen zu bewerten. Langfristig könnten so fossile Industrieruße ganz oder teilweise durch nachhaltige Recyclingmaterialien ersetzt werden.